Vorrichtung zum Trocknen von durchlaufenden Bahnen

Abstract

 Bei bekannten Trocknern für durchlaufende Bahnen, die mit lösemittelhaltiger Substanz beschichtet, bedruckt oder imprägniert sind, wird in einer Kammer (1) mit Hilfe von Gebläsen (10, 11) heißes Behandlungsgas umgewälzt und mit Düsen einseitig oder beidseitig auf die Bahn (6) aufgeblasen. Das umgewälzte Behandlungsgas reichert sich mit Lösemitteldämpfen an. Um die Konzentration des Lösemittels in der Kammer (1) unter der vorgeschriebenen Grenze zu halten, wird Abgas aus der Kammer (1) abgesaugt und einer Reinigungsvorrichtung zugeführt, zum Beispiel einer thermischen Nachbrennkammer (27).
Gemäß der Erfindung sind im Strömungsweg des umgewälzten Behandlungsgases Katalysatoreinheiten (20, 21, 31, 32) angeordnet. Daran wird ein Teil der Lösemitteldämpfe katalytisch oxidiert. Die dabei freiwerdende Wärme kommt unmittelbar dem Trocknungsprozess zugute. So wird auf einfache Weise die Lösemittelkonzentration in der Kammer (1) reduziert, die Abgasmenge verkleinert und der Energiebedarf gesenkt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von durchlaufenden Bahnen, die mit lösemittelhaltiger Substanz beschichtet, bedruckt oder imprägniert sind, durch Aufblasen eines heißen Behandlungsgases, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Erfindung geht von einer Vorrichtung aus, die durch DE 197 13 529 A1 bekannt geworden ist. Bei dieser Vorrichtung ist in der Kammer ein Abgasventilator angeordnet, mit dem ein Teil des umgewälzten Behandlungsgases abgesaugt wird. Ein Teil des abgesaugten Behandlungsgases wird als Abgas einer Nachbrennkammer zugeführt. Ein anderer Teil wird abgezweigt und einer im Innern der Kammer angeordneten, gegen die Atmosphäre in der Kammer abgeschirmten Brennereinheit zugeleitet, welche das hindurchströmende Behandlungsgas für eine ausreichende Verweilzeit auf einem für die vollständige Verbrennung der flüchtigen Lösemittel ausreichenden Temperaturniveau hält, bevor es als erhitztes Gas wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. Durch diese Maßnahme wird die der Nachbrennkammer zugeführte Abgasmenge verkleinert. Der Brennstoffverbrauch der Nachbrennkammer wird reduziert. Die bei der Verbrennung der Lösemittel in dem abgeschirmten Brenner freibleibende Wärme wird für den Trockner genutzt.

[0003] Die DE-AS 12 99 667 zeigt einen Trockner, bei dem aus dem umgewälzten Behandlungsgas ein Teilstrom abgezweigt und über eine separate, außerhalb der Kammer angeordnete katalytische Verbrennungseinrichtung geleitet wird. Der durch katalytische Verbrennung gereinigte und erhitzte Gasstrom wird wieder vollständig in die Kammer zurückgeführt. Die Kammer ist mit einer separaten Abgasleitung versehen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die sich gegenüber dem Stand der Technik durch besondere Einfachheit auszeichnet.

[0005] Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

[0006] Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.

[0007] Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand von vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen.

Figur 1 veranschaulicht einen Trockner gemäß der Erfindung im Längsschnitt, ergänzt durch eine thermische Nachbrennkammer mit zugehörigem Fließschema.

Figur 2 zeigt den gleichen Trockner im Querschnitt.

Figur 3 und Figur 4 veranschaulichen in entsprechender Darstellung einen anderen Trockner gemäß der Erfindung.

Figur 5 und Figur 6 veranschaulichen in entsprechender Darstellung einen dritten Trockner gemäß der Erfindung.

Figur 7 zeigt (geschnitten) eine als Kassette ausgebildete Katalysatoreinheit.

[0008] Gemäß Figur 1 hat eine allseitig von Wänden umschlossene Kammer 1 an gegenüberliegenden Seiten Stirnwände 2, 3, die mit je einem Schlitz 4, 5 für eine zu behandelnde durchlaufende Bahn versehen sind. Unterhalb und oberhalb der Durchlaufebene, deren Lage durch die Schlitze 4, 5 festgelegt ist, ist längs der gesamten Behandlungsstrecke, das heißt von Stirnwand 2 zu Stirnwand 3, je eine Reihe von Blaskästen 7, 8 angeordnet. Die Blaskästen 7, 8 sind fingerartig ausgebildet, das heißt ihre Querschnittsabmessungen sind klein im Vergleich zu ihrer Länge. Sie sind quer zu der durch den Pfeil 9 symbolisierten Durchlaufrichtung ausgerichtet und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Arbeitsbreite, die durch die Länge der Schlitze 4, 5 begrenzt ist. Zwischen je zwei benachbarten Blaskästen 7, 8 besteht ein freier Zwischenraum, dessen Breite ungefähr mit der Breite eines Blaskastens übereinstimmt. Die Blaskästen sind so angeordnet, daß jeweils ein unterer Blaskasten 7 einem oberen Blaskasten 8 gegenüberliegt. Die Blaskästen 7, 8 haben einen rechteckigen Querschnitt und sind in bekannter Weise auf ihrer der Durchlauf ebene zugewandten Seite mit Blasöffnungen in Gestalt von Schlitzen oder Lochreihen versehen. Die Blasöffnungen sind in der Zeichnung nicht sichtbar. Sie sind vorzugsweise als Schwebedüsensystem ausgeführt.

[0009] Den unteren Blaskästen 7 und den oberen Blaskästen 8 ist je ein Radialgebläse 10, 11 mit waagerecht liegender Achse zugeordnet. Die beiden Radialgebläse 10, 11 sind von je einem Gehäuse 12, 13 umschlossen. An das Gehäuse 12 des unteren Radialgebläses 10 sind die unteren Blaskästen 7 angeschlossen, so daß das Radialgebläse 10 druckseitig mit den Blaskästen 7 in Verbindung steht. Saugseitig steht es über eine Ansaugöffnung 15 mit dem Innern der Kammer 1 in Verbindung. In entsprechender Weise steht das Radialgebläse 11 druckseitig mit den Blaskästen 8 und saugseitig über eine Ansaugöffnung 16 ebenfalls mit dem Innern der Kammer 1 in Verbindung.

[0010] Vor der Ansaugöffnung 15 ist ein im Querschnitt rechteckiger Luftkasten 17 angeordnet, der sich annähernd über die gesamte Breite der Kammer 1 erstreckt. Seine obere Begrenzungswand 18 ist undurchlässig. Sie besteht zum Beispiel aus Blech. Das Gleiche gilt für die der Ansaugöffnung 15 gegenüberliegende Stirnwand 19. Die beiden seitlichen Wände sind -zumindest bereichsweise- als Katalysatoreinheiten 20, 21 ausgebildet. Sie bestehen im wesentlichen aus einem flachen Katalysatorträger, auf den das eigentliche Katalysatormaterial aufgebracht worden ist. Der Katalysatorträger hat eine gasdurchlässige Struktur und besteht zum Beispiel aus einer Drahtgeflechtmatte, vorzugsweise aus mehreren schichtartig aufeinandergelegten Drahtgeflechtmatten. In dem Luftkasten 17 befindet sich ein Gasbrenner 22 für die Beheizung der Kammer 1.

[0011] Ein Luftkasten 23, der vor der Ansaugöffnung 16 des oberen Radialgebläses 11 sitzt, ist im wesentlichen spiegelbildlich zu dem Luftkasten 17 ausgebildet und braucht daher nicht im Einzelnen beschrieben zu werden.

[0012] Die Kammer 1 ist durch ein Abgasrohr 24 über ein Gebläse 25 und einen Wärmeaustauscher 26 mit einer thermischen Nachbrennkammer 27 verbunden. Von der Nachbrennkammer 27 geht eine Reingasleitung 28 für das von Lösemitteldampf befreite Abgas aus, die über den Wärmetauscher 26 ins Freie geführt ist. Die mit den Bezugszeichen 24 bis 28 bezeichneten Teile können auch - abweichend von Figur 1- in die Kammer integriert sein.

[0013] Im Betrieb durchläuft eine Bahn 6, zum Beispiel ein beidseitig lackiertes Metallband, die Kammer 1 in Richtung des Pfeils 9. Durch heißes Behandlungsgas, welches von den Radialgebläsen 10, 11 in die Blaskästen 7, 8 gedrückt und aus deren Blasöffnungen beidseitig auf die Bahn 6 aufgeblasen wird, wird sie getrocknet und freischwebend geführt. Nachdem das heiße Behandlungsgas die Bahn 6 berührt hat und dadurch abgekühlt worden ist, fließt es durch die zwischen den Blaskästen 7, 8 bestehenden Zwischenräume in Richtung auf die Luftkästen 17, 23 ab. Es durchströmt die gasdurchlässigen Katalysatoreinheiten 20, 21. Die Temperatur des Behandlungsgases liegt an dieser Stelle etwa zwischen 250° und 300 ° Celsius. Sie liegt über der Anspringtemperatur des entsprechend ausgewählten Katalysatormaterials. Daher wird ein Teil der in dem Behandlungsgas enthaltenen Lösemitteldämpfe ohne offene Flamme oxidiert. Die frei werdende Wärme trägt dazu bei, daß Gas wieder auf die Behandlungstemperatur zu bringen. In den Luftkästen 17, 23 wird es gegebenenfalls durch die Brenner 22 weiter aufgeheizt und zu den Radialgebläsen 10, 11 zurück gesaugt.

[0014] Der soeben beschriebene Gaskreislauf in der Kammer 1 ist ein offener Kreislauf in dem Sinne, daß aus dem Kreislauf mit dem Gebläse 25 ein Abgasstrom abgesaugt wird. Das Abgas wird in dem Wärmetauscher 26 auf etwa 500 ° vorgeheizt. Anschließend wird es in der gasbeheizten Nachbrennkammer 27 auf eine Temperatur von etwa 750 ° Celsius gebracht. Dabei werden die in dem Abgas enthaltenen Lösemitteldämpfe verbrannt. Das Gebläse 25 erzeugt in der Kammer 1 einen Unterdruck, so daß durch die Schlitze 4, 5, gegebenenfalls auch durch separate, in der Zeichnung nicht dargestellte Öffnungen, Luft eingesaugt wird. Die Kammeratmosphäre hat daher immer den für die katalytische Oxidation erforderlichen Sauerstoffgehalt. Überschüssiges Reingas wird in dem Wärmetauscher 26 zur Vorheizung des Abgases genutzt und dabei auf etwa 350° Celsius abgekühlt. Mit dieser Temperatur gelangt es in die Atmosphäre oder wird einem weiteren Wärmetauscher zur Nutzung der Restwärme zugeführt.

[0015] Soweit in den Figuren 3 bis 6 Bezugszeichen verwendet werden, die bereits in Figur 1 oder Figur 2 vorkommen, so bezeichnen sie im wesentlichen die gleichen Teile wie in den Figuren 1 und 2. Dabei haben die Luftkästen ―anders als in Figur 1 und Figur 2- Wandflächen aus perforiertem Material ohne katalytisch aktiven Belag.

[0016] Bei dem in Figur 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind in den Zwischenräumen zwischen den Düsenkästen 7, 8 kassettenartige Katalysatoreinheiten 31 angeordnet, so daß sie die Zwischenräume ganz ausfüllen. Ebenso wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel strömt daher der gesamte umgewälzte Luftstrom über die Katalysatoreinheiten. Abweichend von Figur 3 können die Katalysatoreinheiten aber auch in einigen Zwischenräumen fehlen, so daß Teilströme ohne Berührung mit dem Katalysator zurück in die Luftkästen gelangen.

[0017] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 und Figur 6 sind Katalysatoreinheiten 32 mitAbstand vor den Ansaugöffnungen 15, 16 angeordnet. Sie haben die Form von kreisförmigen Scheiben, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der Ansaugöffnungen 15, 16 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel füllen die Katalysatoreinheiten 32 den Rückströmquerschnitt nicht voll aus. Daher werden die Katalysatoreinheiten 32 nur von Teilströmen durchströmt. Andere Teilströme fließen -wie in Figur 6 durch angedeutete Stromlinien veranschaulicht- um die Katalysatoreinheiten 32 herum und kommen nicht mit Katalysatormaterial in Berührung. Durch Verschiebung der Katalysatoreinheit 32 in Querrichtung ―wie durch einen Doppelpfeil symbolisiert- lassen sich die Mengenverhältnisse zwischen den Teilströmen variieren.

[0018] Figur 7 veranschaulicht eine kassettenartige Katalysatoreinheit, bestehend aus einem rechteckigen Rahmen 33 aus Metallprofil und insgesamt drei aufeinanderliegenden Drahtgeflechtmatten 34, die an ihren Rändern an dem Rahmen 33 befestigt sind.

[0019] Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil bei bestehenden Trocknungsanlagen einsetzbar, ohne daß große Umbauten erforderlich sind. Es kommt nicht selten vor, daß die Produktionskapazität einer Trocknungsanlage durch die Kapazität der Abgasreinigungsanlage, zum Beispiel einer thermischen Nachbrennkammer, begrenzt ist. In derartigen Fällen kann durch die erfindungsgemäße Installation von Katalysatoreinheiten in der Trocknungskammer die Produktionsleistung erhöht werden, ohne daß die Abgasmenge vergrößert wird. In anderen Fällen ist es möglich ohne Veränderung der Produktionsleistung die Lösemittelkonzentration in der Trocknungskammer zu reduzieren und dadurch die Explosionsgefahr zu verringern.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Behandeln, insbesondere zum Trocknen, von durchlaufenden Bahnen, die mit lösemittelhaltiger Substanz beschichtet, bedruckt oder imprägniert sind, durch Aufblasen eines heißen Behandlungsgases,

mit einer geschlossenen Kammer, deren einander gegenüberliegende Stirnseiten mit je einem Schlitz für eine durchlaufende Bahn versehen sind,

mit Blaskästen, die in der Kammer längs einer Behandlungsstrecke angeordnet sind, sich über die Breite der Durchlaufebene erstrecken und auf ihrer der Durchlaufebene zugewandten Seite mit Blasöffnungen versehen sind,

mit einem Gebläse und einem das Gebläse umschließenden Gehäuse, welches druckseitig mit den Blaskästen und saugseitg mit dem Innenraum der Kammer in Verbindung steht

mit einer Leitung zum Absaugen von mit lösemittelhaltigen Dämpfen beladenem Behandlungsgas aus der Kammer

und mit Mitteln zum Oxidieren zumindest eines Teilstroms des umgewälzten Behandlungsgases,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (1) im Strömungsweg des umgewälzten Behandlungsgases mindestens eine Katalysatoreinheit (20, 21, 31, 32) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoreinheit (20, 21, 31, 32) mit Trägerkatalysatoren bestückt ist und daß der Katalysatorträger aus einem Drahtgeflecht besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch kassettenartige Katalysatoreinheiten (31, 32), bestehend aus mehreren aufeinandergelegten Drahtgeflechtmatten (34), die gemeinsam in einem Rahmen (33) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ansaugöffnung (15, 16) ein geschlossener Luftkasten (17, 23) angeordnet ist, dessen Wandflächen zumindest bereichsweise aus Katalysatoreinheiten (20, 21) in Gestalt von flachen, gasdurchlässigen Strukturen bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch fingerartige Düsenkästen (7, 8), die mit Abstand voneinander angeordnet sind, und durch kassettenartige Katalysatoreinheiten (31), welche die Zwischenräume zwischen je zwei benachbarten Düsenkästen (7, 8) ausfüllen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ansaugöffnung (15, 16) ein von perforierten Wandflächen umschlossener Luftkasten (17, 23) angeordnet ist und daß in dem Luftkasten eine Katalysatoreinheit (32) verschieblich angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftkasten (17, 23) ein Brenner (22) angeordnet ist.

Zeichnung